某核電廠主控制室空調系統典型缺陷及處理措施

林佳+檀鵬

摘 要：某核電廠主控制室空調系統調試期間，發現由于設備安裝時不到位導致的缺陷數量多但容易消除，文章則針對由于系統設計和設備存在的不足，該機組此類缺陷有：應急碘過濾送風機邏輯缺陷、風機啟動后無法停運，處理此類問題時，應從系統設計要求出發，分析系統邏輯根據缺陷現象分析其內在原因，同時提出對應的處理措施。

關鍵詞：核電廠；主控制室；控制邏輯

引言

核電廠主控制室是核電廠整體狀態控制的中樞所在，為保證核電廠操作人員的舒適性需求和設備的長期穩定、連續運行，設置主控制室空調系統。

在核電站系統中，主控室空調系統DVC（Control Room Air Conditioning）執行下列功能：

（1）保持房間內的溫度和濕度在所規定的限值內以滿足設備運行和人員長期停留的要求。

（2）保證最小的新風量。

（3）維持室內壓力略高于出入口區域的壓力（相對大氣壓的微正壓）。

（4）在事故情況下，使新風凈化或者使空氣全部再循環。

廠區污染情況下運行時，啟動DVC系統碘過濾機組，其由兩臺碘吸附器串聯連接，兩臺100%容量的冗余送風機并聯連接。

調試期間，系統缺陷大量集中在由于設備安裝不到位，裝配偏差，電氣和儀控接線錯接、虛接或漏接，導致風機振動高、氣動閥無法動作、防火閥卡澀等問題，此類缺陷易處理，容易消除。本文則針對由于系統設計和設備存在的不足，此類缺陷有：應急碘過濾送風機邏輯缺陷、風機啟動后無法停運，根據缺陷現象分析其內在原因，同時提出對應的處理措施。

1 應急碘過濾送風機邏輯缺陷

核電廠通風系統的重要功能是在核電廠廢氣排放之前，通過過濾、吸附等手段除去其中的放射性物質，保障公共環境免受污染，同時為工作人員和設備提供適宜的溫、濕度環境。

在廠區污染情況下，DVC1子系統以循環方式連續運行，如圖1所示，新風碘過濾管路由KRT系統自動啟動，相應隔離風閥動作將從正常送風管路切換為應急碘過濾管路。電加熱器006RS和012RS運行，保證碘過濾器進風濕度小于40%，風機為并聯的100%容量的直連式離心風機001/002ZV。

其中KRT 信號為主控室γ劑量報警（DVC CONTROL ROOM AIR GAMMA DOSE RATE 2ND STEP）[1]，檢測信號分別對應A/B兩列，A列檢測道二級報警（XKRT 018MA 2nd STEP）和B列檢測道二級報警（XKRT 019MA 2nd STEP）。

由主控制室空調系統（DVC）系統手冊第2-5章[2]，應急送風啟動方式為 “001ZV和/或002ZV運行”，由系統手冊第6.2節邏輯圖[3]，001/002ZV啟動邏輯包括如下三種方式：

（1）XKRT 018MA信號觸發，由正常送風切換為應急送風，關閉和打開相應風閥進行隔離和切換，啟動應急送風001ZV。

（2）XKRT 019MA信號觸發， 由正常送風切換為應急送風，關閉和打開相應風閥進行隔離和切換，啟動應急送風002ZV。

（3）同時存在當主控制室γ劑量達到閾值時，A/B兩列γ信號同時觸發，即018MA/019MA 2nd STEP二級報警觸發，邏輯上001/002ZV間并無聯鎖關系，則兩臺風機可以同時啟動，并聯運行。由風機并聯運行時，并聯運行時Q=Q1+Q2，壓頭不變，現場實際測量并聯運行時Q≈1400m3/h 。風機并聯運行同時啟動流量加倍，其中高效空氣過濾器和碘過濾器的設計流量為900m3/h，此時不在額定流量工況下工作，過濾效率大大降低，同時電加熱器無法滿足將空氣濕度小于40%的條件[4]，碘過濾器的空氣流量和濕度均無法滿足條件，碘過濾器的凈化效率隨著氣流相對濕度增加而大幅度降低[5]，過濾效率大大受損，則會將大量無法過濾的放射性物質送到主控室內，增加了主控制室人員的輻照劑量，系統碘防護因子較小，設計存在缺陷。處理措施：如圖2所示，增加001ZV和002ZV間的邏輯聯鎖關系，廠區污染時，通風回路切換為應急碘過濾器回路，此時應急碘吸附過濾機組分為三種運行狀態：

（1）A列γ報警探測儀觸發信號XKRT 018MA 2nd STEP，聯鎖002ZV停運狀態信號，延遲4s啟動001ZV，應急碘過濾管路投入運行。

（2）B列γ報警探測儀觸發信號XKRT 019MA 2nd STEP，聯鎖001ZV停運狀態信號，直接啟動002ZV，應急碘過濾管路投入運行。

（3）A/B兩列γ報警探測儀同時觸發，信號XKRT 018MA和019MA同時觸發時，由于001ZV設置延時4s，首先XKRT 019MA 2nd STEP信號和001ZV停運狀態信號直接啟動風機002ZV，然后聯鎖001ZV無法啟動；若002ZV因故障不能啟動，002ZV停運狀態信號和XKRT 019MA 2nd STEP信號經過時間延時后A列風機001ZV啟動，避免了因DVC γ劑量超標報警觸發風機同時啟動，導致預過濾器、高效空氣過濾器和碘過濾器等設備工作在超流量狀態，防止了發生碘過濾器等設備工作效率降低，大量的放射性物質送到主控室內，增加了主控制室人員的輻照劑量的風險。

2 風機啟動后無法停運問題

在執行TP 09邏輯控制通道試驗時，進行驗證006ZV風機動作邏輯時，按照規程步驟再給風機一個啟動的信號，風機正常啟動，同時按照規程步驟取消啟動信號后，風機應該停運，但試驗時風機無法停運。

DVC 006ZV邏輯圖與現場的設備二次圖不一致，如圖3所示，006ZV的控制信號只有一個，啟停動作需要該長信號才能完成風機的啟停，該風機在得到啟動信號后運行，待啟動信號消失后，風機停止運行。但由于現場設備二次圖中，未將抽屜中的自保持連接片003JS拆除，從而導致風機啟動后即使啟動信號消失，風機仍無法停運。

解決方案有以下兩種：

（1）按照低壓應急配電盤二次接線標準圖，則不需要拆除連接片，但是需要更改控制信號。

（2）按照邏輯圖 0738XDVCYKS62主控制室空調系統（DVC）系統手冊第6.2章，則需要拆除低壓應急配電盤內自保持連接片。

根據現場實際情況，采取將低壓應急配電盤內自保持連接片003JS拆除的方案，后續試驗過程中006ZV啟停動作滿足設計要求。此缺陷是由于儀控邏輯設計與低壓應急配電盤自帶自保持功能不匹配導致，各部門各專業隊之間對于存在接口部分應加強交流，以實現功能統一，防止出現功能沖突或缺失現象。

3 結束語

該核電廠主控制室空調系統調試過程中，發現由于存在系統設計和設備不足，導致主控制室空調系統的實際工作狀態無法滿足設計要求。此類缺陷區別于由于設備安裝不到位的缺陷，需要從系統設計和系統接口處理角度分析導致缺陷的原因，提出改進措施，消除缺陷以滿足設計功能要求。

（1）由于應急碘過濾送風機邏輯設計缺陷，導致風機并聯運行，與設備工作狀態和設計工況不滿足要求。

（2）由于儀控設計和電氣設備功能的沖突，導致設備無法滿足設計要求，因此各部門各專業隊之間對于存在接口部分應加強交流，以實現功能統一，防止出現功能沖突或缺失現象。

參考文獻

[1]中國核電工程有限公司.XKRT系統手冊第6.2節 邏輯圖（CJX17

KRT016B30445DD-B版 CFC）[Z].

[2]中國核電工程有限公司.主控制室空調系統系統手冊第2-5章（CJX17DVC002B30745GN-A版CFC）[Z].

[3]中國核電工程有限公司.主控制室空調系統系統手冊第6.2節 邏輯圖 （CJX17DVC016B30445DD-F版CFC）[Z].

[4]河南核凈技術有限公司.碘吸附器運行維修手冊（CJX42EOM0071

80E45SS-B版CFC）

[5]吳潞華，杜建興.碘吸附器凈化效率隨氣流相對濕度變化的研究[J].核科學與工程，2007.27（4）.